Question

【題目】某同學設計了如圖所示的實驗裝置，來測量小球在豎直下落過程中所受空氣阻力的大小。立柱上端固定一個電磁鐵，立柱下端有一速度傳感器（可上下沿立柱移動），電磁鐵距傳感器的距離為x。通電時，具有磁性的小球被吸在電磁鐵上，斷電時，小球由初速度為零開始豎直下落至速度傳感器時，由傳感器讀出小球經此處時的速度v大小。多次改變傳感器在立柱上的位置，對應的速度值記錄在表格中：

電磁鐵到傳感器距離x/m	0.90	0.70	0.50	0.30	0.20	0.10	0
速度v/m·s-1	4.05	3.57	3.02	2.34	1.91	1.35	0
速度二次方v2/m2·s-2	16.38	12.74	9.10	5.46	3.64	1.82	0

該同學以x為橫坐標，以v和v2分別為縱坐標，設計了兩個坐標圖甲和乙。該同學實驗所用的小球的質量為m=0.0lkg，該同學查到當地的重力加速度為g=9.8m/s2.

(1)請你幫助該同學在甲、乙坐標圖上描點、連線______；

(2)根據你所畫出的v-x圖線和v2-x圖線，為了能從圖線中求出小球在豎直下落過程中所受空氣阻力的大小，應該選用____圖線（選填“v-x”或“v2-x”）；

(3)請根據你所畫出、并選用的圖線中，得出小球在豎直下落過程中，其所受空氣阻力的大小為F=____N。

Answer 1

【答案】 v2-x 0.019

【解析】

(1)[1]如圖所示

(2)[2]為了能從圖線中求出小球在豎直下落過程中所受空氣阻力的大小，選取圖像應為直線，則應選v2-x圖像；

(3)[3]根據 由乙圖可知，小球運動得加速度為

對小球受力分析，由牛頓第二定律可知

代入數據得